CN220821681U - 一种浮动式压板恒压力化成机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种浮动式压板恒压力化成机，包括底座和上支撑板，底座和上支撑板之间连接有第一支撑杆，底座上设置有支撑框架，支撑框架上设置有下热压板，下热压板上表面设置有化成夹具组件，化成夹具组件的上方设置有多个热压组件，上支撑板设置有与热压组件一一对应的气缸，气缸与热压组件之间设置有浮动式下压组件，浮动式下压组件的下端设置有压力传感器，压力传感器底部与热压组件固定连接。采用一个动力源对一个电芯的施压方式，化成时可以对每个电芯进行监控追踪，通过压力传感器反馈的压力大小来调节压力使电芯受压稳定；气缸与热压组件之间设置有浮动式下压组件，在热压组件压紧电芯时可以轻微的摆动，能自适应电芯厚度的不均匀。

Description

一种浮动式压板恒压力化成机

技术领域

本实用新型涉及电池化成技术领域，具体涉及一种浮动式压板恒压力化成机。

背景技术

化成一般指首次充电使电池完成电极活化的充放电过程，化成过程通常采用化成设备对电芯施加一定压力，同时热压组件对电芯加热，当达到温度后开始对电芯进行充放电以此来将电芯内部正负极物质激活，同时在阳极表面生成一种致密的保护膜，以此改善电池的充放电性能及自放电、储存等综合性能。

现有的化成设备一般由动力机构、化成夹具组件、热压组件、直线运动组件、以及机架等结构组成，在化成时，将多个电芯装夹于化成夹具组件中，再将夹具组件放在两层热压组件之间，叠放多层电芯后通过动力机构下压对电芯施加压力，因电芯本身厚度前后会有一定的误差和在加热过程厚度会有一定的膨胀，所以在对单个电芯整体施加压力时电芯自身局部的受力会不均匀；在对单层整层的化成夹具上的电芯施压时，有的电芯膨胀后厚度较高的会将热压组件顶起，使厚度较底的电芯失压；同时当动力源对多层电芯施加压力时，从上到下力的传递需要克服直线运动组件的摩擦力等能量损耗的原因，所以对电芯施加的压力会逐层递减，使最底层电芯化成过程中难以保持要求的压力，最终使同一批电芯的性能、外形等参数差异较大。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是：为了克服现有的软包方电池化成装置在电芯化成过程中各电芯压力无法稳定及数据反馈的问题，本实用新型提供一种浮动式压板恒压力化成机，不仅能对单个电芯化成过程中压力进行调节，而且能反馈电池化成是否合格及化成过程中电芯厚度的变化量。

本实用新型的目的可以通过以下所述技术方案来实现：一种浮动式压板恒压力化成机，包括上下相对设置的底座和上支撑板，底座和上支撑板之间连接有第一支撑杆，底座上设置有支撑框架，支撑框架上设置有下热压板，下热压板上表面设置有化成夹具组件，化成夹具组件的上方设置有多个热压组件，上支撑板设置有与热压组件一一对应的气缸，气缸与热压组件之间设置有浮动式下压组件，浮动式下压组件的上端设置有上传动座，气缸的输出端与上传动座连接，浮动式下压组件的下端设置有压力传感器，压力传感器底部与热压组件固定连接，浮动式下压组件为导向轴传动结构或直线导轨传动结构。

优选的，上传动座上开设有滑槽，气缸的输出端通过气缸接头与滑槽连接。

优选的，底座上水平设置有第一直线导轨，第一直线导轨上滑动配合有第一滑块，第一滑块与支撑框架固定连接，底座上设置有与支撑框架配合的丝杆组件。

优选的，丝杆组件包括固定设置在底座上的丝杆安装座、转动设置在丝杆安装座上的丝杆、以及固定设置在丝杆端部的调节把手，丝杆上螺纹连接有丝杆螺母座，丝杆螺母座与支撑框架底部固定连接。

优选的，底座上位于支撑框架的旁侧设置有固定块，固定块上开设有第二腰型孔，支撑框架上靠近固定块的一侧开设有多个限位孔，第二腰型孔内设置有与限位孔螺纹连接的限位螺栓。

优选的，底座上位于固定块的同一侧设置有指针，支撑框架上靠近指针的一侧设置有刻度表。

优选的，化成夹具组件包括化成底板、第一硅胶垫和化成夹，化成底板设置于下热压板上方，支撑框架上位于化成底板的两端设置有定位块，化成底板上表面设置有多个定位针，第一硅胶垫上开设有与定位针对应配合的定位孔，第一硅胶垫上表面放置有电芯，第一硅胶垫旁侧设置有与电芯上极耳相配合的化成夹，化成夹上固定连接有化成夹安装板，化成夹安装板上开设有第一腰型孔，第一腰型孔内设置有与化成底板螺纹连接的紧固螺栓。

优选的，热压组件包括上热压板，上热压板的底部设置有第二硅胶垫，第二硅胶垫的底部设置有上压板，下热压板和上热压板内均设有发热管。

优选的，导向轴传动结构包括导向轴、直线轴承、柔性联轴器和第一垫板，直线轴承固定设置在支撑框架上，导向轴竖直穿插设置在直线轴承内，且导向轴的上端与上传动座固定连接，导向轴的下端固定连接有柔性联轴器，柔性联轴器的下端固定连接有第一垫板，第一垫板的底部与压力传感器固定连接。

优选的，直线导轨传动结构包括导轨安装板、滑块安装板、下传动座、第二垫板，滑块安装板固定设置在支撑框架上，导轨安装板的一侧竖直安装有第二直线导轨，滑块安装板上固定设置有与第二直线导轨滑动配合的第二滑块，导轨安装板的上端与上传动座固定连接，导轨安装板的下端固定连接有下传动座，下传动座上穿插设置有多个等高螺栓，等高螺栓上套设有弹簧，第二垫板上表面固定设置有与等高螺栓螺纹连接的限位柱，第二垫板底部与压力传感器固定连接。

优选的，压力传感器的一侧固定安装有缓冲器固定座，支撑框架上位于缓冲器固定座的正上方设置有位移传感器，缓冲器固定座的底部固定设置有限位缓冲器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用一个动力源对一个电芯的施压方式替代原有单个动力源对多个电芯的施压方式，这样化成时可以对每个电芯进行监控追踪，通过压力传感器反馈的压力大小来调节压力使电芯受压稳定；气缸与热压组件之间设置有浮动式下压组件，在热压组件压紧电芯时可以轻微的摆动，能自适应电芯厚度的不均匀。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本实用新型一种浮动式压板恒压力化成机的结构示意图。

图2为本实用新型一种浮动式压板恒压力化成机的立体结构示意图。

图3为本实用新型一种浮动式压板恒压力化成机中的化成夹具组件结构示意图。

图4为图3中A处局部放大图。

图5为本实用新型一种浮动式压板恒压力化成机中热压组件的结构示意图。

图6为本实用新型一种浮动式压板恒压力化成机中导向轴传动结构的示意图。

图7为本实用新型一种浮动式压板恒压力化成机中直线导轨传动结构的示意图。

图8为本实用新型一种浮动式压板恒压力化成机去掉底座、上支撑板后的正视示意图。

图9为本实用新型一种浮动式压板恒压力化成机去掉底座、上支撑板后的立体结构示意图。

图10为本实用新型一种浮动式压板恒压力化成机中丝杆组件的结构示意图。

图11为图10的左侧示意图。

图中所示标号表示为：1、底座；2、第一支撑杆；3、上支撑板；4、第一直线导轨；401、第一滑块；5、支撑框架；6、下热压板；7、化成夹具组件；701、化成底板；702、第一硅胶垫；703、化成夹安装板；704、化成夹；705、传感器测块；706、电芯；707、定位针；708、第一腰型孔；709、紧固螺栓；8、热压组件；801、上热压板；802、第二硅胶垫；803、上压板；9、丝杆组件；901、调节把手；902、丝杆安装座；903、丝杆；904、丝杆螺母座；10、压力传感器；11、浮动式下压组件；1101、导向轴；1102、直线轴承；1103、柔性联轴器；1104、第一垫板；1105、导轨安装板；1106、第二直线导轨；1107、第二滑块；1108、滑块安装板；1109、下传动座；1110、第二垫板；1111、等高螺栓；1112、弹簧；1113、限位柱；12、上传动座；1201、滑槽；13、气缸；14、电气比例阀；15、电磁阀组；16、位移传感器；17、缓冲器固定座；18、限位缓冲器；19、定位块；20、限位孔；21、固定块；22、第二腰型孔；23、指针；24、刻度表。

具体实施方式

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示) 下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

下面将结合具体实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

参阅图1至图11所示，本实用新型的结构为：一种浮动式压板恒压力化成机，包括上下相对设置的底座1和上支撑板3，底座1和上支撑板3之间连接有第一支撑杆2，底座1上设置有支撑框架5，支撑框架5上设置有下热压板6，下热压板6上表面设置有化成夹具组件7，化成夹具组件7的上方设置有多个热压组件8，上支撑板3设置有与热压组件8一一对应的气缸13，气缸13与热压组件8之间设置有浮动式下压组件11，浮动式下压组件11的上端设置有上传动座12，气缸13的输出端与上传动座12连接，浮动式下压组件11的下端设置有压力传感器10，压力传感器10底部与热压组件8固定连接，浮动式下压组件11为导向轴传动结构或直线导轨传动结构。具体的，气缸13通过比例阀14和电磁阀组15的配合使用来控制动作，并且采用单个动力源对一个电芯施加压力的方式替代原有单个动力源对多个电芯的方式，这样化成时可以对每个电芯进行监控追踪，并通过压力传感器10反馈的压力大小来调节压力使化成夹具组件7上的各个电芯受压稳定，并且气缸13与热压组件8之间采用浮动式设计可以自适应电芯本身厚度的变化。

进一步如图6和图11所示，上传动座12上开设有滑槽1201，气缸13的输出端通过气缸接头1301与滑槽1201连接。具体的，滑槽1201采用T型槽，气缸接头1301与滑槽1201滑动配合。

进一步如图1、图2和图10所示，底座1上水平设置有第一直线导轨4，第一直线导轨4上滑动配合有第一滑块401，第一滑块401与支撑框架5固定连接，底座1上设置有与支撑框架5配合的丝杆组件9；进一步的，丝杆组件9包括固定设置在底座1上的丝杆安装座902、转动设置在丝杆安装座902上的丝杆903、以及固定设置在丝杆903端部的调节把手901，丝杆903上螺纹连接有丝杆螺母座904，丝杆螺母座904与支撑框架5底部固定连接。通过转动调节把手901，调节支撑框架5沿第一直线导轨4移动，从而方便调节化成夹具组件7的水平位置。

进一步如图8和图9所示，底座1上位于支撑框架5的旁侧设置有固定块21，固定块21上开设有第二腰型孔22，支撑框架5上靠近固定块21的一侧开设有多个限位孔20，第二腰型孔22内设置有与限位孔20螺纹连接的限位螺栓；进一步的，底座1上位于固定块21的同一侧设置有指针23，支撑框架5上靠近指针23的一侧设置有刻度表24。具体的，在调好支撑框架5的位置后，通过限位螺栓与对应的限位孔20锁死，并可通过指针23及刻度表24进行指示方便调节位置。

进一步如图3和图4所示，化成夹具组件7包括化成底板701、第一硅胶垫702和化成夹704，化成底板701设置于下热压板6上方，支撑框架5上位于化成底板701的两端设置有定位块19，化成底板701上表面设置有多个定位针707，第一硅胶垫702上开设有与定位针707对应配合的定位孔，第一硅胶垫702上表面放置有电芯706，第一硅胶垫702旁侧设置有与电芯706上极耳相配合的化成夹704，化成夹704上固定连接有化成夹安装板703，化成夹安装板703上开设有第一腰型孔708，第一腰型孔708内设置有与化成底板701螺纹连接的紧固螺栓709。具体的，在放上电芯706后，通过化成夹704夹住电芯的极耳，并且通过在化成夹安装板703上开设有第一腰型孔708，使化成夹704安装时可以左右调节位置，以适应极耳位置不同的电芯706。

进一步如图5所示，热压组件8包括上热压板801，上热压板801的底部设置有第二硅胶垫802，第二硅胶垫802的底部设置有上压板803，下热压板6和上热压板801内均设有发热管。

进一步如图6所示，导向轴传动结构包括导向轴1101、直线轴承1102、柔性联轴器1103和第一垫板1104，直线轴承1102固定设置在支撑框架5上，导向轴1101竖直穿插设置在直线轴承1102内，且导向轴1101的上端与上传动座12固定连接，导向轴1101的下端固定连接有柔性联轴器1103，柔性联轴器1103的下端固定连接有第一垫板1104，第一垫板1104的底部与压力传感器10固定连接。具体的，导向轴1101与第一垫板1104采用柔性联轴器1103连接，在热压组件8压紧电芯时可以轻微的摆动，能自适应电芯厚度的不均匀，直线轴承1102与支撑框架5固定，通过放大导向轴1101与直线轴承1102之间的间隙、气缸接头1301与滑槽1201之间的间隙来实现热压组件8前后方向的浮动，电芯厚度变化时所受压力可以直接传递到压力传感器10。

进一步如图7所示，直线导轨传动结构包括导轨安装板1105、滑块安装板1108、下传动座1109、第二垫板1110，滑块安装板1108固定设置在支撑框架5上，导轨安装板1105的一侧竖直安装有第二直线导轨1106，滑块安装板1108上固定设置有与第二直线导轨1106滑动配合的第二滑块1107，导轨安装板1105的上端与上传动座12固定连接，导轨安装板1105的下端固定连接有下传动座1109，下传动座1109上穿插设置有多个等高螺栓1111，等高螺栓1111上套设有弹簧1112，第二垫板1110上表面固定设置有与等高螺栓1111螺纹连接的限位柱1113，第二垫板1110底部与压力传感器10固定连接。具体的，滑块安装板1108与支撑框架5固定，第二直线导轨1106起导向作用，等高螺栓1111用于确保弹簧1112初始压缩量一致，在热压组件8下压电芯时，弹簧1112则起到自适应作用，以适应电芯厚度的不均匀。

进一步如图8所示，压力传感器10的一侧固定安装有缓冲器固定座17，支撑框架5上位于缓冲器固定座17的正上方设置有位移传感器16，缓冲器固定座17的底部固定设置有限位缓冲器18。位移传感器16用于实时检测热压组件8升降的高度，限位缓冲器18通过与化成夹具组件7上的传感器测块705对应，用于控制热压组件8下降的极限位置。

具体使用时，先按电芯706规格调整热压组件8位置，调到气缸13下压中心在电芯706的中心位置，通过电气比例阀预先设定好压力，化成夹具组件7装夹电芯后放在下热压板6上，然后气缸13下压对电芯施加压力，压力传感器10测出压力数值，位移传感器16测出此时下压后的数值。在化成过程中对四个气缸13的压力和升降高度进行监控追踪，最后得出在热压过程电芯706厚度数值的波动。电气比例阀14与电磁阀组15连接，当某一气缸13施加的压力差异过大时，关闭其他气缸13的电磁阀同时保压，单独打开该气缸的电磁阀对气缸的压力进行调整。

以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。

Claims (10)

1.一种浮动式压板恒压力化成机，其特征在于：包括上下相对设置的底座（1）和上支撑板（3），所述底座（1）和上支撑板（3）之间连接有第一支撑杆（2），所述底座（1）上设置有支撑框架（5），所述支撑框架（5）上设置有下热压板（6），所述下热压板（6）上表面设置有化成夹具组件（7），所述化成夹具组件（7）的上方设置有多个热压组件（8），所述上支撑板（3）设置有与热压组件（8）一一对应的气缸（13），所述气缸（13）与热压组件（8）之间设置有浮动式下压组件（11），所述浮动式下压组件（11）的上端设置有上传动座（12），所述气缸（13）的输出端与上传动座（12）连接，所述浮动式下压组件（11）的下端设置有压力传感器（10），所述压力传感器（10）底部与热压组件（8）固定连接，所述浮动式下压组件（11）为导向轴传动结构或直线导轨传动结构。

2.根据权利要求1所述的一种浮动式压板恒压力化成机，其特征在于：所述上传动座（12）上开设有滑槽（1201），所述气缸（13）的输出端通过气缸接头（1301）与滑槽（1201）连接。

3.根据权利要求2所述的一种浮动式压板恒压力化成机，其特征在于：所述底座（1）上水平设置有第一直线导轨（4），所述第一直线导轨（4）上滑动配合有第一滑块（401），所述第一滑块（401）与支撑框架（5）固定连接，所述底座（1）上设置有与支撑框架（5）配合的丝杆组件（9）。

4.根据权利要求3所述的一种浮动式压板恒压力化成机，其特征在于：所述丝杆组件（9）包括固定设置在底座（1）上的丝杆安装座（902）、转动设置在所述丝杆安装座（902）上的丝杆（903）、以及固定设置在所述丝杆（903）端部的调节把手（901），所述丝杆（903）上螺纹连接有丝杆螺母座（904），所述丝杆螺母座（904）与支撑框架（5）底部固定连接。

5.根据权利要求3所述的一种浮动式压板恒压力化成机，其特征在于：所述底座（1）上位于支撑框架（5）的旁侧设置有固定块（21），所述固定块（21）上开设有第二腰型孔（22），所述支撑框架（5）上靠近固定块（21）的一侧开设有多个限位孔（20），所述第二腰型孔（22）内设置有与限位孔（20）螺纹连接的限位螺栓，所述底座（1）上位于固定块（21）的同一侧设置有指针（23），所述支撑框架（5）上靠近指针（23）的一侧设置有刻度表（24）。

6.根据权利要求1所述的一种浮动式压板恒压力化成机，其特征在于：所述化成夹具组件（7）包括化成底板（701）、第一硅胶垫（702）和化成夹（704），所述化成底板（701）设置于下热压板（6）上方，所述支撑框架（5）上位于化成底板（701）的两端设置有定位块（19），所述化成底板（701）上表面设置有多个定位针（707），所述第一硅胶垫（702）上开设有与定位针（707）对应配合的定位孔，所述第一硅胶垫（702）上表面放置有电芯（706），所述第一硅胶垫（702）旁侧设置有与所述电芯（706）上极耳相配合的化成夹（704），所述化成夹（704）上固定连接有化成夹安装板（703），所述化成夹安装板（703）上开设有第一腰型孔（708），所述第一腰型孔（708）内设置有与化成底板（701）螺纹连接的紧固螺栓（709）。

7.根据权利要求1所述的一种浮动式压板恒压力化成机，其特征在于：所述热压组件（8）包括上热压板（801），所述上热压板（801）的底部设置有第二硅胶垫（802），所述第二硅胶垫（802）的底部设置有上压板（803），所述下热压板（6）和上热压板（801）内均设有发热管。

8.根据权利要求1所述的一种浮动式压板恒压力化成机，其特征在于：所述导向轴传动结构包括导向轴（1101）、直线轴承（1102）、柔性联轴器（1103）和第一垫板（1104），所述直线轴承（1102）固定设置在支撑框架（5）上，所述导向轴（1101）竖直穿插设置在直线轴承（1102）内，且所述导向轴（1101）的上端与上传动座（12）固定连接，所述导向轴（1101）的下端固定连接有柔性联轴器（1103），所述柔性联轴器（1103）的下端固定连接有第一垫板（1104），所述第一垫板（1104）的底部与压力传感器（10）固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种浮动式压板恒压力化成机，其特征在于：所述直线导轨传动结构包括导轨安装板（1105）、滑块安装板（1108）、下传动座（1109）、第二垫板（1110），所述滑块安装板（1108）固定设置在支撑框架（5）上，所述导轨安装板（1105）的一侧竖直安装有第二直线导轨（1106），所述滑块安装板（1108）上固定设置有与第二直线导轨（1106）滑动配合的第二滑块（1107），所述导轨安装板（1105）的上端与上传动座（12）固定连接，所述导轨安装板（1105）的下端固定连接有下传动座（1109），所述下传动座（1109）上穿插设置有多个等高螺栓（1111），所述等高螺栓（1111）上套设有弹簧（1112），所述第二垫板（1110）上表面固定设置有与等高螺栓（1111）螺纹连接的限位柱（1113），所述第二垫板（1110）底部与压力传感器（10）固定连接。

10.根据权利要求8或9所述的一种浮动式压板恒压力化成机，其特征在于：所述压力传感器（10）的一侧固定安装有缓冲器固定座（17），所述支撑框架（5）上位于缓冲器固定座（17）的正上方设置有位移传感器（16），所述缓冲器固定座（17）的底部固定设置有限位缓冲器（18）。